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本论文针对超低界面张力领域研究中的关键科学问题,以本室合成的烷基萘磺酸盐和烷基苯磺酸盐为研究对象,系统地研究了复合驱体系中表面活性剂与活性组分之间、碱与原油活性组分之间、表面活性剂与表面活性剂之间的相互作用和这些相互作用对界面张力的影响机理,表面活性剂与聚合物之间的界面相互作用,以及表面活性剂的结构-活性关系,获得了一些有意义的结论,具体内容和结果如下:
以烷基萘磺酸盐为研究对象,系统地考察了物化条件对原油活性组分与复合驱体系化学剂之间的协同效应的影响。研究表明对于烷基萘磺酸盐/碱/酸性油体系,活性组分及其反应物在界面上和表面活性剂分子混合吸附,相互作用,可以降低界面张力。这种降低界面张力的协同效应与界面上各组分的相对比例密切相关,受到表面活性剂的链长和浓度、碱浓度、碱类型和离子强度的影响,最佳协同效应出现有其最佳条件。
以油酸甲酯作为活性物质,研究了它与烷基苯磺酸盐间相互作用对界面张力的影响规律。结果表明烷基苯磺酸盐/盐/酯模拟油体系与烷基苯磺酸盐/碱/酯模拟油体系中油酸甲酯与表面活性剂协同效应机理不同:对前者,油酸甲酯主要通过改变油相的EACN值影响表面活性剂在油水相分配;而后者,油酸甲酯的影响表面活性剂在油水相分配的作用与其在界面上的吸附作用相互竞争,对于不同结构表面活性剂,两种作用竞争的结果不同。
研究了不同结构、不同活性的烷基苯磺酸盐之间相互作用对界面张力的影响规律。发现界面活性相差较大的两类烷基苯磺酸盐表面活性剂复配使用时,其降低界面张力的最大能力相当于界面活性较强的那一类表面活性剂,界面活性较差的表面活性剂起着调节体系亲水—亲油平衡的作用。
研究了阴离子聚电解质PSS与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠SDS、非离子型表面活性剂TritonX-100和阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺CTAB之间的界面相互作用。结果表明阳离子表面活性剂通过静电作用可与聚电解质形成界面复合物,强烈影响体系的界面张力性质和界面扩张模量;阴离子表面活性剂与聚电解质之间不存在强烈的吸引作用;非离子表面活性剂可与聚电解质混合吸附,影响界面扩张模量,而对其界面张力性质影响不大。